2kw逆变电源主电路设计电081

2KW逆变电源电路设计课程设计总结报告2KW逆变电源电路设计院（系、部）：信息工程学院姓名：栗增元班级：电142学号： 1 4 0 6 8 7 指导教师签名：设计要求一课程设计目的综合课程设计是学生学完专业基础课后综合应用所学知识、结合工程实际问题的一次重要教学实践，培养学生理论联系实际、技术结合经济、综合考虑问题进行设计计算与绘图等能力。

为后续课程的学习以及毕业设计，毕业后的工作打下基础。

二课程设计题目2kw逆变电源主电路设计三课程设计任务１提出总体设计方案。

绘制总体设计框图。

2 绘制主电路电路图，计算和选择主电路中的主要元器件。

3 驱动及保护电路设计4 触发控制电路规划设计5高频变压器的计算选择。

四设计要点１总体设计方案：要求对2-3个方案进行比较、论证，并确定最后选择的方案。

2主电路工作原理：分析主电路的工作原理并画出波形。

3 主电路中的主要元器件计算选择：如整流二极管或晶闸管、逆变用自关断器件、滤波电容等的计算选择）4高频变压器的计算选择：确定高频变压器的主要参数5电路保护环节设计：主要是对变压器、整流二极管、逆变用自关断器件等的保护，需要考虑过流、过压、短路、电流上升率、电压上升率等方面的保护。

6 触发控制电路：建议选择合适的集成控制芯片，了解其基本工作原理及各管脚的功能。

可只进行基本规划设计。

目录第一章方案论证²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²1 总体设计方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.1 整流电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11.2 滤波电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 1.3 逆变电路方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2第二章主电路设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.1 主电路图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.2 整流电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²42.3 滤波电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.3.1电解电容C d的作用²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.3.2滤波电容C d的计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.4 逆变部分²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²52.5IGBT的驱动和控制电路²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6第三章高频变压器的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.1 高频变压器主要参数²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.2变压器磁芯的选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²93.3 变压器匝数计算²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²10心得体会²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11参考文献²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12附录1 电路图²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²13附录2 元器件清单²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²14第一章方案论证总体设计方案本次课程设计要求设计输出为110V，20KHz交流电压向负载供电，根据查询资料可知可以采用先整流，在滤波，后逆变最后变压输出电压，整流电路是将交流电变为直流电，实现AC/DC的转换。

开题报告
二、国内外研究现状
目前市场上常用的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、30W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。

车载逆变器的输入为汽车点烟器或者蓄电池，一般汽车点烟器10A左右的电流，故点烟器输出的功率约为150W。

对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电，大于150W功率等级时需要直接从车载蓄电池供电，否则会因为过流烧毁汽车配件及保险丝。

随着车上使用电器种类的增多，对车载逆变器的容量提出了更高的要求，小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们的需求，中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势[1]。

目前市场上所使用的车载逆变器一般是先升压再逆变
三、研究内容及拟解决的关键问题
1、设计内容：设计宽输入、高增益、大功率车载逆变电源。

（1）分析当前可行的主电路拓扑和控制方案，选择电路拓扑和控制方案。

（2）计算主电路主要元器件参数。

（3）完成控制电路的硬件电路设计和软件设计。

（4）通过仿真实验对理论分析进行验证。

2、设计要求：
（1）输入电压为：DC18V-36V
（2）输出电压：AC220V
（3）额定输出功率：3kW
（4）谐波畸变率:<3%
3、关键问题：
（1）前级ＤＣ／ＤＣ变换器需满足宽输入电压范围内的稳定输出；
（2）ＤＣ／ＤＣ变换器需要有髙升压比，可以满足逆变所需３６０Ｖ－３８０。

逆变器电路图各图对应讲解齐全逆变器是一种把直流电能(电池、蓄电池)转变成交流电(一般为220伏50HZ正弦波或方波)的装置。

我们常见的应急电源，一般都是把直流电瓶逆变成220V交流的。

简单来讲，逆变器就是一种将直流电转化为交流电的装置。

下面让我们来看看逆变器电路图及相关介绍。

一、逆变器电路图及介绍1、性能优良的家用逆变电源电路图这种设计，材料易取，输出功率150W，本电路设计频率为300HZ左右，目的是缩小逆变变压器的体积、重量、输出波形方波。

这款逆变电源可以用在停电时家庭照明，电子镇流器的日光灯，开关电源的家用电器等其他方面。

这款逆变器较为容易制作，可以将12V 直流电源电压逆变为220V市电电压，电路由BG2和BG3组成的多谐振荡器推动，再通过BG1和BG2驱动，来控制BG6和BG7工作。

其中振荡电路由BG5与DW组的稳压电源供电，这样可以使输出频率比较稳定。

在制作时，变压器可选有常用双12V输出的市电变压器。

可根据需要，选择适当的12V蓄电池容量。

2、高效率的正弦波逆变器电器图该电路用12V电池供电。

先用一片倍压模块倍压为运放供电。

可选取ICL7660或MAX1044。

运放1产生50Hz正弦波作为基准信号。

运放2作为反相器。

运放3和运放4作为迟滞比较器。

其实运放3和开关管1构成的是比例开关电源。

运放4和开关管2也同样。

它的开关频率不稳定。

在运放1输出信号为正相时，运放3和开关管工作。

这时运放2输出的是负相。

这时运放4的正输入端的电位(恒为0)总比负输入端的电位高，所以运放4输出恒为1，开关管关闭。

在运放1输出为负相时，则相反。

这就实现了两开关管交替工作。

当基准信号比检测信号，也即是运放3或4的负输入端的信号比正输入端的信号高一微小值时，比较器输出0，开关管开，随之检测信号迅速提高，当检测信号比基准信号高一微小值时，比较器输出1，开关管关。

这里要注意的是，在电路翻转时比较器有个正反馈过程，这是迟滞比较器的特点。

单相桥式PWM逆变电路设计介绍单相桥式PWM逆变电路的背景和重要性单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子技术应用，广泛用于交流电能转换为直流电能的场合。

由于其高效、可靠的特点，被广泛运用于电力系统中的UPS（不间断电源）、电机驱动和太阳能逆变器等领域。

在现代电力系统中，交流电能的应用日益增多，而很多电子设备却需要使用直流电能。

因此，采用桥式PWM逆变电路来实现交流电与直流电的转换是非常必要和重要的。

本文将详细讨论单相桥式PWM逆变电路的设计原理和关键技术。

首先，将介绍PWM技术的基本原理，并解释为什么选择桥式逆变器。

其次，将详细讲解桥式逆变器的工作原理和电路结构。

最后，将给出一种基于控制策略的桥式逆变器设计方案。

通过本文的研究，读者将能够深入了解单相桥式PWM逆变电路的设计原理和实践应用，为电力系统和电子设备的设计提供有益的参考。

单相桥式PWM逆变电路是一种常用的电力电子变换器。

它通过控制开关器件的开关周期和占空比，将直流电源转换为交流电源，实现电能的变换和调节。

该逆变电路的基本组成包括：单相桥式整流电路：它由四个可控开关器件组成，通常使用MOSFET或IGBT等器件，用于将交流电源转换为直流电源。

PWM调制电路：PWM调制电路通过控制开关器件的开关周期和工作占空比，可以实现输出电压的调节和波形控制。

滤波电路：滤波电路用于平滑输出电压，去除输出电压中的高频噪声和谐波。

输出变压器：输出变压器用于将逆变电路的输出电压变换为所需的电压等级。

单相桥式PWM逆变电路的工作原理是：首先，经过单相桥式整流电路的整流，将交流电源转换为直流电源；然后，通过PWM 调制电路控制开关器件的开关周期和工作占空比，将直流电源转换为交流电源；最后，经过滤波电路的处理，输出平滑的交流电压。

这样，单相桥式PWM逆变电路实现了将直流电源转换为交流电源的功能，可以广泛应用于电力电子变换器、逆变电源、变频调速等领域。

本文讨论了单相桥式PWM逆变电路的设计步骤和注意事项。

南京信息职业技术学院毕业论文作者学号系部电子信息工程系专业电子信息工程技术题目大功率直流稳压电源的设计指导教师评阅教师完成时间：2010 年05 月10 日毕业论文中文摘要毕业论文外文摘要目录1引言 (5)2概述 (5) (5) (6) (6) (7)3电源硬件系统设计 (7) (7) (8) (9) (9) (10) (13) (13) (13) (14) (15)4参数计算 (15) (15) (16) (18) (18)5辅助电路 (20) (20) (20) (21)6单片机控制系统的设计 (22) (22) (23)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (27)附录A 电路图 (28)1引言自70年代末以来，国外迅速发展功率场效应晶闸管（Power MOSFET）,绝缘门级双级性晶闸管（IGBT）和MOS栅控晶闸管（MCT）等新型功率开关器件，由于这些新型器件具有开关频率高，器件自身的功率损耗小，因而转换效率高，电路结构简单等优点，在加热电源领域中，正在得到广泛的应用。

其中IGBT器件，其输出管压降低，一般在3V以下，器件本身的功耗小，具有晶闸管的优点，适合于大电流工作，其控制端采用了场效应管的技术，驱动非常小，适应于高速开关，且没有二次击穿的问题，工作比较安全，因此属于目前国际上有限发展的大功率开关器件。

国外器件制造厂商推出了一系列大功率IGBT模块，其最大单管电流已达到1000A以上，耐压可达到1200V（有的可达到1400V），开关时间在600ns以下。

其实际工作频率可达到50KHz，功率较小时可达到100KHz，因此是极有前途的功率开关器件。

但是，上述这些新型功率开关器件也存在一些弱点，如电压与电流的过载能力弱，当工作参数超过其安全范围是，非常容易损坏。

因此给电路结构的设计与制造提出了新的要求，并且需要快速而有效的保护措施。

由于IGBT逆变器的逆变频率高，节能效果好，在各种电源中均有重要的应用。

大功率逆变电源主电路的设计与实现摘要：本文针对大功率逆变电源系统主电路的研究和设计，提出了一种基于PWM控制器件SA4828和51单片机的控制电路，用于产生和调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。

与传统的SPWM技术相比：SA4828可以提供高质量、全数字化的三相脉宽调制波形，并能实现精确控制，以构成性能优异的逆变系统。

用51单片机作为处理器，即能满足系统的控制要求，又降低了成本，系统结构简单，元器件少，成本低且系统更加稳定。

关键词：逆变电源单片机SA48280 引言目前，大功率逆变电源的设计方法不一，控制电路也不相同，但基本上都是基于现代逆变系统的基本结构，通过不同的电路设计，来提高系统的可靠性及抗干扰能力。

本文介绍如何利用PWM控制器件SA4828和51单片机设计控制电路，产生和调节逆变系统所需要的驱动脉冲。

1 逆变系统概述逆变系统是以燃料发电机不稳定的电能输出（即粗电）作为变换对象，经过电力电子变换，变换为满足用电需求的稳定的交流电能输出（即精电）。

逆变系统的核心毋庸置疑是完成逆变功能的逆变电路，此外逆变系统还需要产生和调节驱动脉冲的电路及控制电路，还要有保护电路，辅助电源电路，输入电路和输出电路等。

这些电路构成了逆变系统的基本结构，其系统结构图如图1。

本文主要研究设计控制电路模块。

2 控制电路系统硬件设计控制电路的功能是按要求产生和调节一系列的控制脉冲来控制逆变开关的导通和关断，从而配合逆变主电路完成逆变功能。

在逆变系统中，控制电路和逆变电路同样重要。

整个控制器由微处理器和SPWM发生器组成。

在此采用AT89S51单片机作为主控制器，SPWM波的产生选择了专用集成芯片SA4828，输出采样和TL431精准电压比较。

单片机通过对电压电流的采样，A/D转换为数字量的形式传入单片机，通过适当的算法来控制SA4828的PWM波的输出，达到控制逆变开关的导通和关断的目的。

全桥CO2逆变电源主电路元件的选择与参数计算田松亚，顾海涛，文芳，朱晓华河海大学机电工程学院，江苏常州(213022)E-mail: guhaitao1984@摘要：在介绍CO2逆变电源主电路的组成及工作原理的基础上，对主电路中各元件的参数进行了计算，并根据计算结果对元件进行了选择。

其内容包括输入整流二极管和滤波电容的计算和选择、IGBT的计算和选择、输出整流二极管和电抗器的计算和选择。

根据选择的元件，对设计的主电路进行了试验。

试验表明，该主电路能够达到工作要求。

关键词：全桥逆变电源；主电路；参数计算；元件选择0. 序言逆变电源是新一代弧焊电源，具有高效、节能、轻巧、控制性强等优点，成为当前国际上焊接电源设备发展的主流。

CO2逆变焊接电源由主电路、驱动电路、控制电路等三部分组成，主电路承担着转换、传递能量的任务，是整个电源的基础。

主电路必须安全、可靠，器件参数的选择应该以极限工作条件为依据，并留有一定裕量，保证所选器件工作在安全区域。

1. 主电路的组成设计的主电路如图1。

主电路分为三部分：图1 逆变焊接电源主电路Fig.1 The main circuit of Full-Bridge inverter第一部分，输入整流滤波电路。

二极管D1-D6组成输入整流电路（实际电路选用整流模块替代）；C1为高频滤波电容，隔离电网与逆变电路之间的谐波干扰；电阻R2、R3和电容器组C2、C3组成滤波电路；R1为限流电阻，限制启动时的合闸浪涌电流；继电器K控制限流电阻切换，启动后闭合，把R1从主电路去除；电阻R10、R11、稳压管D9与电容C11组成延时电路，控制R1切换时间。

第二部分，逆变器。

VT1-VT4为功率开关管IGBT（实际用两组半桥模块组成），与中频变压器TF1组成逆变器；电阻R4-R7、电容C4-C7与二极管D10-D13共同组成VT1-VT4的RCD 吸收回路，减小IGBT开关过程电流、电压冲击。

电源逆变器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电源逆变器的基本原理，掌握其工作流程及关键部件功能。

2. 掌握电源逆变器的种类、性能指标及其在生活中的应用。

3. 了解电源逆变器相关的安全知识及使用注意事项。

技能目标：1. 能够分析电源逆变器的电路图，并进行简单的设计与搭建。

2. 学会使用万用表、示波器等工具对电源逆变器进行性能测试。

3. 能够运用所学知识解决实际生活中与电源逆变器相关的简单问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发创新意识，提高实践能力。

2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通、协作能力。

3. 培养学生关注环保、节能，提高社会责任感。

课程性质：本课程属于电子技术领域，以实践操作为主，注重理论知识与实践技能的结合。

学生特点：初中年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

二、教学内容1. 电源逆变器的基本原理：包括逆变器的工作原理、关键部件（如整流器、滤波器、逆变器电路等）的作用及相互关系。

- 教材章节：第三章“电源逆变器原理及其应用”2. 电源逆变器的种类及性能指标：介绍不同类型的电源逆变器，如方波逆变器、正弦波逆变器等，及其性能参数、适用范围。

- 教材章节：第四章“电源逆变器的种类及性能参数”3. 电源逆变器的应用：分析电源逆变器在生活中的应用实例，如车载逆变器、太阳能逆变器等。

- 教材章节：第五章“电源逆变器的应用实例”4. 电源逆变器电路分析与设计：学习电源逆变器电路分析方法，进行简单电路设计与搭建。

- 教材章节：第六章“电源逆变器电路分析与设计”5. 电源逆变器性能测试：掌握使用万用表、示波器等工具对电源逆变器性能进行测试的方法。

- 教材章节：第七章“电源逆变器性能测试与调试”6. 安全知识及使用注意事项：了解电源逆变器使用过程中的安全常识，强调注意事项。

自制家用简易逆变器电路图市售的逆变电源大多采用UPS､UPK等逆变模块,输入直流电源多为12V,整体价格比较高,而且输出波形均为方波｡本文介绍的逆变电源输入电源为6V,采用易购的时基电路NE555作为振荡源,输出波形是近似的正弦波,可满足电视机或白炽灯或电风扇等电器在停电时继续工作的需要自制家用简易逆变器电路图市售的逆变电源大多采用UPS UPK等逆变模块,输入直流电源多为12V,整体价格比较高,而且输出波形均为方波本文介绍的逆变电源输入电源为6V,采用易购的时基电路NE555作为振荡源,输出波形是近似的正弦波,可满足电视机或白炽灯或电风扇等电器在停电时继续工作的需要工作原理电路见图1 当把开关K1打向“逆变”位置时,BG1导通,由时基电路NE555及外围元件组成的无稳态多谐振荡器开始振荡,其充放电时间常数可调节如果选择R1=R2,则输出脉冲的占空比为50%,该多谐振荡器的振荡频率f=1.443/(R1+R2+2W)C2,图中的元件数值可使振荡频率调在50Hz,振荡脉冲由役脚输出,波形为方波,该方波经C4耦合,R3 C5积分变为三角波,这个三角波又经R4 C6,第二次积分和R5 C7第三次积分,变为近似的正弦波,通过C8耦合到BG2,由BG2放大后在B1的L2线圈上输出当L2上端电压为正时,D4截止,D3导通,使BG4 BG6截止,BG3 BG5导通,电流由电瓶正极→B2的L1→BG5→电瓶负极;当L2上端电压为负时,D3截止,D4导通,使BG3 BG5截止,BG4 BG6导通,电流由电瓶正极→B2的L2→BG6→电瓶负极BG5 BG6交替导通截止,经变压器B2合成正负对称的正弦波,并由L3升压送至逆变输出插座CZ1 CZ2,供用电器使用,同时LED1(红色)亮,指示逆变状态当开关打向“充电”位置时,市电经变压器B2降压D5 D6全波整流 R11限流后对电瓶充电,同时LED2(绿色)亮,指示充电状态元件选择和制作本电路中元器件均为易购的常用元器件,按图中所示数值选用即可B1用收音机输出变压器,应选用铁心大,线径粗的那一类,把原来接喇叭的这一组线圈接在L2位置,BG3 BG4分别用两只9013和9012并联组成,如图2和图3所示BG5 BG6均由四只3DD15并联组成,如图4所示BG5 BG6的散热器面积不应小于600cm2,B2逆变变压器可选用成品整机用印刷线路板可自行设计制作电瓶选用容量大于150Ah的电瓶本逆变器的调试只需调W,使逆变电压频率为50Hz即可。